2.1.2碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

生活不“碱”单 第3课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 1.基于实验探究认识Na2CO3、NaHCO3的相关性质，理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径，培养科学探究意识(重、难点)。 2.了解焰色试验的操作和原理，并能作出解释。 3.通过阅读科学史话《侯德榜和侯氏制碱法》，认识化学在纯碱生产中的贡献，增强实验探究与创新意识，提升科学精神与社会责任感。 核心素养学习目标 【问题1】小苏打（发酵粉）或食用面碱主要成分是什么? 碳酸氢钠 碳酸钠 【问题2】我们应该用什么方法来区分这两种物质呢？ 表格比较法、实验探究法 情境引入 步骤 Na2CO3 NaHCO3 ①加入几滴水 ②加5 mL水 ③加1～2滴酚酞溶液 初步结论 白色粉末，加H2O 结块成晶体，放热 细小白色晶体，加H2O部分溶解，伴随着吸热现象 振荡长时间后可溶解 振荡长时间后，仍有固体残余 溶液变红 微红 加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3的弱 加水先变成含结晶水的晶体，溶液碱性比NaHCO3的强 碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均呈碱性，但Na2CO3的溶解度更大，碱性更强。 任务一 发酵粉的判断（如何区分苏打和小苏打呢？） 【实验2-4】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3（各约1g）,完成下列实验。 (1)Na2CO3、NaHCO3溶解性及水溶液酸碱性的探究 【资料卡片】发酵粉的主要成分 任务二 发面原理探究（为什么碳酸氢钠发面又快又大？） 主要成分碳酸氢钠和酒石酸。 类似的，用于制作面包等膨松剂，也是常用碳酸氢钠和固体酸性材料制成。这种膨松剂接触水时，会产生气体，使面包、馒头等变得更松软。 问题：为什么使用碳酸氢钠而不是使用碳酸钠用于发酵？ 酒石酸不太常见，同学们也不太熟悉，我们用熟悉的一种酸（盐酸）来代替它解释。 【实验探究】(2)Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸反应的探究 任务二 发面原理探究（为什么碳酸氢钠发面又快又大？） 物质 Na2CO3 NaHCO3 宏观现象 微观探究 符号表示 Na2CO3＋2HCl= 2NaCl＋H2O＋CO2↑ NaHCO3＋HCl= NaCl＋H2O＋CO2↑ HCO3-＋H＋= H2O＋CO2↑ HCO3-＋H＋= H2O＋CO2↑ CO32-＋H＋= HCO3- 较剧烈，一小段时间才产生气泡， 速率较慢，气球较小 很剧烈，立即产生气泡，速率较快，气球较大 溶液中CO32-先与1个H+结合生成HCO3-，HCO3-再与H+结合生成CO2 溶液中HCO3-直接与H+结合生成CO2 某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因。 【交流研讨】 碳酸钠 碳酸氢钠 碳酸钠 二氧化碳 碳酸氢钠 HCl HCl HCl 碳酸氢钠一步直达，反应更快有气泡产生 任务二 发面原理探究（为什么碳酸氢钠发面又快又大？） 2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑ △ 实验操作 实验现象 实验结论     【实验探究】(2)Na2CO3、NaHCO3热稳定性的探究 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易分解 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热易分解 任务三 馒头蒸煮研究（发酵好的面团为什么越蒸越大？） 【实验2-5】分别加热Na2CO3、NaHCO3，观察现象 任务四 碳酸钠和碳酸氢钠相互之间如何转化？ 【交流研讨】从物质分类的视角分析，NaHCO3为酸式盐，还能与碱反应，试写出NaHCO3分别与①NaOH溶液、②Ca(OH)2溶液反应的离子方程式。 ②Ca(OH)2 溶液 沉淀， ____________________ Ca(OH)2少量：_________________ Ca(OH)2过量：____________________ _____________________ ③CaCl2 溶液 沉淀， _____________________ 白色 Ca2＋＋2OH－＋ ===CaCO3↓＋H2O 白色 无明显现象，不反应 无明显现象， 无明显现象，不反应 Na2CO3 NaHCO3 ①NaOH溶液 任务四 碳酸钠和碳酸氢钠相互之间如何转化？ Na2CO3 NaHCO3 CO2+H2O 适量H+ 固体（加热） 适量OH- 重要用途 (1)碳酸钠：纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。 (2)碳酸氢钠：发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。 纺织 制皂 造纸 制玻璃 Na2CO3 NaHCO3 制药 培制糕点 【问题】Na2CO3、NaHCO3有哪些用途？ 任务四 碳酸钠和碳酸氢钠相互之间如何转化？ 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 俗称 水溶性 溶液酸碱性 热稳定性 与盐酸反应 Na2CO3 NaHCO3 纯碱、苏打 小苏打 易溶于水 可溶于水 碱 性 碱 性 加热不分解 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ △ == Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑ 速率：NaHCO3>Na2CO3 NaHCO3+HCl ==NaCl+H2O+CO2↑ 归纳小结： Na2CO3、NaHCO3性质及用途比较 碳酸钠 碳酸氢钠 与CO2反应 与CaCl2溶液反应 用 途 相互转化 Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3 不反应 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH 量不同时产物不同，但均有沉淀产生 Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl 不反应 玻璃、制皂、造纸、纺织等工业 制药、焙制糕点 Na2CO3 NaHCO3 酸或CO2和水 碱或Δ 与Ca(OH)2溶液反应 归纳小结： Na2CO3、NaHCO3性质及用途比较 1.下列离子方程式书写正确的是 √ + H+ === H2O + CO2↑ Ba2+＋2OH－＋2===BaCO3↓＋＋2H2O Ca2+＋OH－＋ ===CaCO3↓＋H2O 评 价 练 习 2.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体， 用不同的方法做了以下实验，如图所示： (1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是___________________________________________ _________________________。 (2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应 的化学方程式为_______________________________ __________________________________。 (3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性， 则试管B中装入的固体最好是_________(填化学式)。 Na2CO3和NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，均可使澄清石灰水变浑浊 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O NaHCO3 评价练习 大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？ 我们在炒菜的时候，偶有食盐溅在煤气火焰上，火焰呈 。 黄色 钠燃烧时，火焰呈 。 黄色 情境引入 任务 认识焰色试验的操作和原理 1. 焰色试验 定义：金属或其化合物灼烧时火焰呈现出特征颜色，可定性分析试样所含金属元素。 ✪注意　焰色试验是元素的物理性质，该鉴别物质的方法属于物理方法。 2. 实验操作 “洗” “烧” “蘸” “烧” ——铂丝(或光洁无锈铁丝)用盐酸洗净 ——在外焰上烧至与原来火焰颜色相同 ——在外焰上灼烧，观察火焰颜色相同 任务二 认识焰色试验的操作和原理 【实验2-6】： 3.现象：灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈黄色；当灼烧K2CO3溶液时，透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色。 4.结论：钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色。 任务二 认识焰色试验的操作和原理 5. 一些金属元素的焰色 金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜 焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 紫红色 黄色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 透过蓝色钴玻璃 任务二 认识焰色试验的操作和原理 盐酸沸点比硫酸低，加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色，而铜在灼烧时有绿色的焰色。 【交流研讨2】利用焰色试验检验钾元素时，为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察？ 因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素，灼烧时，钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光，透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光，便于观察到钾元素的紫色光。 【交流研讨1】为什么用盐酸洗涤铂丝或铁丝而不用硫酸？为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验，而不采用铜丝？ 任务二 认识焰色试验的操作和原理 1.焰色反应是金属元素的性质，可以是游离态（单质），也可以是化合态（化合物），如Na和NaCl、Na2CO3等焰色反应都为黄色;金属的化合物无论是溶液还是固体，其焰色相同。 2.并非所有金属元素都能发生焰色反应，如Fe、Al、Pt等金属元素均不发生焰色反应，故可用铂丝或铁丝来蘸取待检溶液做焰色反应。 注意事项： 3.利用焰色反应可以检验某些用常规化学方法不能鉴别的金属元素（主要是钠和钾）。 4.将铂丝或铁丝用盐酸洗净后放在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同，是为了除去上面沾有的杂质。 任务二 认识焰色试验的操作和原理 6.应用 (1)检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。 (2)利用焰色试验制节日烟花。 1. 判断正误 (1)焰色试验是物质在灼烧时发生了化学反应而呈现不同的焰色 (2)焰色试验的铂丝可用稀硫酸洗净 (3)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2CO3溶液 (4)用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液一定不含有钾盐 × √ × × 评 价 练 习 2.用焰色试验检验K＋时的操作有：①蘸取待测液；②置于酒精灯火焰上灼烧；③透过蓝色钴玻璃观察；④用稀盐酸洗净铂丝。 正确的操作顺序为 A.①②③④ B.④②①②③ C.④①② D.①③②④ √ 操作步骤：洗、烧、蘸、烧、观 注意：检验 K＋时必须透过蓝色钴玻璃观察，以滤去黄光。 评 价 练 习 3.节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理。下列说法正确的是 A.焰色试验属于化学变化 B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同 C.某样品的焰色为黄色，则该样品仅含有钠元素 D.焰色试验时金属丝应用硫酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色， 再蘸取样品灼烧 √ 物理变化 用盐酸清洗，硫酸是难挥发性酸，会残留痕迹 一定含钠元素，不透过蓝色钴玻璃观察不能确定是否含有钾元素 评 价 练 习 学习小结 目标一 碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 目标二 焰色试验 1. Na2CO3、NaHCO3性质探究 1. 定义 2. Na2CO3、NaHCO3的应用 2. 实验操作 3. 一些金属元素的焰色 1. 某些物理性质 2. 热稳定性 3. 与钙盐、钡盐等反应 4. 与某些碱的反应 5. 与盐酸的反应 归纳总结 一、知识层面 二、方法层面 比较学习法、实验探究法 我的收获 1.(2023·桂林高一检测)在做面包、蛋糕等面食点心时需要加入一定量的发酵粉，下列物质是发酵粉的主要成分之一的是 A.氯化钠 B.碳酸钠 C.硫酸钠 D.碳酸氢钠 √ 2.(2022·浙江温州高一期中)下列叙述错误的是 A.碳酸钠俗称纯碱是因其水溶液呈碱性 B.向Na2CO3固体中加几滴水，Na2CO3 凝结成块并伴随吸热现象 C.Na、Na2O、NaOH长期放置在空气中，最终都变成Na2CO3 D.保持温度不变，向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2，有NaHCO3晶体析出 √ 放热 评 价 练 习 3.下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较错误的是 A.相同条件下，在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3 B.相同条件下，溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3 C.Na2CO3和NaHCO3都能和酸作用，均不能和碱作用 D.相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，放出气体的量： Na2CO3＜NaHCO3 √ NaHCO3能与碱反应 Na2CO3——CO2 NaHCO3——CO2 106 g 44 g 84 g 44 g 评 价 练 习 4.(2022·昆明高一检测)焰色试验过程中铂丝的清洗 和灼烧与钾焰色的观察两项操作如图所示： 下列叙述不正确的是 A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验物质 B.焰色试验鉴别钾需透过蓝色钴玻璃观察 C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰 D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验 √ 选本身颜色较浅的火焰，减少干扰 评 价 练 习 5.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题： (1)碳酸氢钠的化学式是___________，俗称_______，其水溶液显_____(填“酸”“碱”或“中”)性。 (2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为 _________________________。 (3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为 _____________________________________。 NaHCO3 小苏打 碱 2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑ △ 评 价 练 习 提示　碳酸钠与盐酸反应：CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===H2O＋CO2↑； 碳酸氢钠与盐酸反应： HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O HCO＋Ca2＋＋OH－ Ca2＋＋CO===CaCO3↓ A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O B.碳酸钠溶液与硫酸反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O C.碳酸氢钾溶液中滴入少量氢氧化钡溶液：Ba2＋＋HCO＋OH－=== BaCO3↓＋H2O D.碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液：Ca2＋＋2HCO＋2OH－=== CaCO3↓＋CO＋2H2O 2NaHCO 3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Lavf57.71.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) H＋＋HCO===H2O＋CO2↑ $$